JP2014163812A - Pattern projection method, pattern projection apparatus and three-dimensional measuring apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、パターン投影方法、パターン投影装置及びこれを用いた三次元計測装置に関し、特に、基準パターンを備えたパターン光束をデフォーカスさせることにより投影パターンを形成する方法及びこれを用いた装置構成に関する。 The present invention relates to a pattern projection method, a pattern projection apparatus, and a three-dimensional measurement apparatus using the same, and more particularly, a method of forming a projection pattern by defocusing a pattern light beam having a reference pattern and an apparatus configuration using the same About.
三次元形状計測のための手法の１つに、位相シフト法がある。計測対象に明暗の周期的な縞を投影し、その縞の位相をシフトさせ、その撮影像を演算することで三次元形状を取得することができる。また、高精度に形状を求めるためには、その縞の濃淡は、正弦波状であることが望ましい。従来は，以下の特許文献１及び２に記載されているように、矩形波状の縞を投影し、デフォーカスすることでこれを解決していた。 One of the methods for measuring a three-dimensional shape is a phase shift method. A three-dimensional shape can be obtained by projecting bright and dark periodic stripes on the measurement object, shifting the phase of the stripes, and calculating the captured image. Further, in order to obtain the shape with high accuracy, it is desirable that the density of the stripes is a sine wave. Conventionally, as described in Patent Documents 1 and 2 below, this problem has been solved by projecting and defocusing rectangular stripes.
図１に示す或る周期の矩形波状の強度分布を有する縞パターンをデフォーカスして投影させると、図２に示す正弦波に似た光の濃淡（強度分布）が得られる。矩形波状の縞の濃淡が急激に切り替わる境界部において、デフォーカスにより、光の濃淡がぼやけるためである。しかし、図３のように、矩形波状の縞の周期を大きくすると、投影パターンの濃淡の分布は、図４に示すように正弦波状にならずに角の丸い矩形波となる。これは、濃淡が急激に切り替わる境界部において、デフォーカスによる投影縞のぼやけはあるものの、周期にあった十分なデフォーカスが得られないためである。これには、投影パターンのデフォーカス量を周期に応じて変化させることで正弦波状の強度分布を有する縞パターンを投影することはできるが、レンズや鏡筒の機械的な動作が必要であり、数十から数百Ｈｚの高速計測を要求されつつある３次元計測においては、技術的に困難である。 When a fringe pattern having a rectangular wave-shaped intensity distribution with a certain period shown in FIG. 1 is defocused and projected, light shading (intensity distribution) similar to the sine wave shown in FIG. 2 is obtained. This is because the light shading is blurred by defocusing at the boundary where the shading of the rectangular wavy stripes changes abruptly. However, if the period of the rectangular wave stripes is increased as shown in FIG. 3, the shading distribution of the projection pattern is not a sine wave as shown in FIG. 4, but a rectangular wave with rounded corners. This is because sufficient defocusing in accordance with the period cannot be obtained at the boundary where the shading changes suddenly, although the projection fringes are blurred due to defocusing. For this, it is possible to project a fringe pattern having a sinusoidal intensity distribution by changing the defocus amount of the projection pattern according to the period, but mechanical operation of the lens and the lens barrel is necessary, In three-dimensional measurement, which is demanded for high-speed measurement of several tens to several hundreds of Hz, it is technically difficult.
そこで、本発明は、基準パターンのパターン周期が変化しても所望のパターン形状を備えた投影パターンを容易に得ることのできるパターン投影方法及び装置を実現することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to realize a pattern projection method and apparatus that can easily obtain a projection pattern having a desired pattern shape even if the pattern period of the reference pattern changes.
本発明のパターン投影方法は、基準パターンを備えたパターン光束がデフォーカスされて生ずるパターン形状を備えた投影パターンを有するパターン投影方法において、前記投影パターンを、絞り径が調整可能な開口絞りを通過した前記パターン光束をデフォーカスさせることで形成し、前記基準パターンのパターン周期の変化に応じて前記絞り径を制御することにより、前記投影パターンのパターン形状の変化を抑制することを特徴とする。 The pattern projection method of the present invention is a pattern projection method having a projection pattern having a pattern shape generated by defocusing a pattern light beam having a reference pattern, and passing the projection pattern through an aperture stop whose diaphragm diameter can be adjusted. The pattern light flux is formed by defocusing, and the aperture diameter is controlled in accordance with the change in the pattern period of the reference pattern, thereby suppressing the change in the pattern shape of the projection pattern.
本発明によれば、絞り径を変化させることによってデフォーカス量自体を変えなくても投影パターン上のぼやけ量を変化させることができるため、基準パターンのパターン周期に合わせて絞り径を制御することにより、パターン周期が変化したときでも投影パターンのパターン形状の変化を容易に抑制することができる。すなわち、一定のデフォーカス量であっても、絞り径を大きくするとぼやけ量は大きくなり、絞り径を小さくするとぼやけ量は小さくなる。したがって、パターン周期が大きくなれば絞り径を大きくし、パターン周期が小さくなれば絞り径を小さくすることで、パターン周期が変化しても、基準パターンに対するデフォーカス（ぼやけ量）の影響度合の変化が低減されるから、投影パターンのパターン形状の変化を抑制することができる。 According to the present invention, since the blur amount on the projection pattern can be changed without changing the defocus amount itself by changing the aperture diameter, the aperture diameter is controlled according to the pattern period of the reference pattern. Thus, even when the pattern period changes, the change in the pattern shape of the projection pattern can be easily suppressed. That is, even when the defocus amount is constant, the blur amount increases as the aperture diameter increases, and the blur amount decreases as the aperture diameter decreases. Therefore, if the pattern period is increased, the aperture diameter is increased, and if the pattern period is decreased, the aperture diameter is decreased. Even if the pattern period changes, the degree of influence of defocus (blurring amount) on the reference pattern changes. Therefore, the change in the pattern shape of the projection pattern can be suppressed.
本発明のパターン投影装置は、基準パターンを備えたパターン光束を形成する基準パターン光束形成部（１，２）と、所定の絞り径を備えた開口絞り（３）を通過した前記パターン光束をデフォーカスさせて正弦波状の強度分布を有するパターン形状を備えた投影パターンを形成し、対象物に投影する光学系（４，７）と、前記基準パターンのパターン周期を制御するパターン周期制御部（９）と、前記パターン周期に応じて前記投影パターンの前記正弦波状の強度分布を有するパターン形状に対する変化が抑制されるように前記絞り径を制御する絞り径制御部（１０）と、を具備することを特徴とする。 The pattern projection apparatus according to the present invention includes a reference pattern light beam forming unit (1, 2) that forms a pattern light beam having a reference pattern and a pattern light beam that has passed through an aperture stop (3) having a predetermined aperture diameter. An optical system (4, 7) for forming a projection pattern having a pattern shape having a sinusoidal intensity distribution by focusing, and a pattern cycle control unit (9) for controlling the pattern cycle of the reference pattern ) And a diaphragm diameter control unit (10) for controlling the diaphragm diameter so as to suppress the change of the projected pattern with respect to the pattern shape having the sinusoidal intensity distribution according to the pattern period. It is characterized by.
上記パターン投影装置によれば、パターン周期制御部（９）によって基準パターン光束形成部（１，２）の基準パターンのパターン周期が変化すると、絞り径制御部（１０）は、基準パターンのパターン周期に応じて開口絞り（３）の絞り径を制御して、投影パターンのパターン形状の変化を抑制する。これによって、投影パターンのデフォーカス量を制御しなくても、光学系（４，７）により対象物に投影される投影パターンのパターン形状を、基準パターンのパターン周期にかかわらず、正弦波状の強度分布を有する態様に維持することが可能になる。 According to the pattern projection apparatus, when the pattern cycle of the reference pattern of the reference pattern light beam forming unit (1, 2) is changed by the pattern cycle control unit (9), the aperture diameter control unit (10) Accordingly, the aperture diameter of the aperture stop (3) is controlled to suppress the change in the pattern shape of the projection pattern. As a result, even if the defocus amount of the projection pattern is not controlled, the pattern shape of the projection pattern projected onto the object by the optical system (4, 7) can be changed to a sinusoidal intensity regardless of the pattern period of the reference pattern. It becomes possible to maintain a mode having a distribution.
本発明において、前記光学系（４，７）は、前記開口絞り（３）を通過した前記パターン光束を集光して、焦点位置からずれた中間像面（６）上に前記投影パターンの像を形成するデフォーカス光学系（４）と、前記中間像面（６）上の前記投影パターンの像を前記対象物に向けて投影する投影光学系（７）と、を有することが好ましい。これによれば、前記デフォーカス光学系（４）の焦点位置が前記中間像面から一定のデフォーカス量だけずれることによって中間像面（６）上にデフォーカスされた投影パターンの像が形成され、この投影パターンの像が投影光学系（７）によって投影される。このとき、前記投影パターンは、前記基準パターンを上記デフォーカス量に応じたぼやけ量で変形させた前記正弦波状の強度分布を有するパターン形状になる。ここで、基準パターンのパターン周期が変更された場合には、デフォーカス光学系（４、７）の焦点位置を中間像面（６）に対して一定距離（一定のデフォーカス量）としたままであっても、開口絞り（３）の絞り径を制御することで、正弦波状の強度分布を有するパターン形状を維持することができる。そして、このようにパターン周期による投影パターンのパターン形状の変化を抑制するためにデフォーカス光学系を移動させなくてもよいので、パターン周期の切り替えが数十〜数百Ｈｚといった高速であっても対応が容易になる。 In the present invention, the optical system (4, 7) condenses the pattern light flux that has passed through the aperture stop (3), and the image of the projection pattern on the intermediate image plane (6) shifted from the focal position. And a projection optical system (7) for projecting an image of the projection pattern on the intermediate image plane (6) toward the object. According to this, a defocused projection pattern image is formed on the intermediate image plane (6) by shifting the focal position of the defocus optical system (4) from the intermediate image plane by a certain defocus amount. The image of the projection pattern is projected by the projection optical system (7). At this time, the projection pattern has a pattern shape having the sinusoidal intensity distribution obtained by deforming the reference pattern with a blur amount corresponding to the defocus amount. Here, when the pattern period of the reference pattern is changed, the focus position of the defocus optical system (4, 7) is kept at a constant distance (a constant defocus amount) with respect to the intermediate image plane (6). Even so, the pattern shape having a sinusoidal intensity distribution can be maintained by controlling the aperture diameter of the aperture stop (3). Further, since it is not necessary to move the defocus optical system in order to suppress the change in the pattern shape of the projection pattern due to the pattern period in this way, even if the pattern period is switched at a high speed of several tens to several hundreds Hz. Easy to handle.
本発明において、前記開口絞り（３）は、個々に光透過率を制御可能に構成された複数の画素が配列されてなる光透過パネルで構成され、前記画素の光透過率を、光軸を中心とする半径方向内側の内径領域（３ａ）で高く、半径方向外側の外形領域（３ｂ）で低くなるように構成して前記絞り径を設定し、前記内径領域（３ａ）の外径を変化させることによって前記絞り径を制御することが好ましい。このように、前記開口絞り（３）がたとえば液晶といったような光透過パネルで構成されるので、絞り径を数十〜数百Ｈｚといった高速で制御することを機械的な絞りよりも容易に実現できる。 In the present invention, the aperture stop (3) is composed of a light transmissive panel in which a plurality of pixels configured to individually control the light transmittance is arranged, and the light transmittance of the pixels is determined on the optical axis. The diaphragm diameter is set so that the inner diameter area (3a) on the inner side in the radial direction is high, and the outer diameter area (3b) on the outer side in the radial direction is lower, and the outer diameter of the inner diameter area (3a) is changed. It is preferable to control the diameter of the aperture. As described above, the aperture stop (3) is constituted by a light transmission panel such as a liquid crystal, so that it is easier to control the aperture diameter at a high speed such as several tens to several hundreds Hz than a mechanical stop. it can.
この場合において、前記開口絞り（３）の絞り径の変化に応じて、前記内径領域の平均の光透過率を前記絞り径の増減態様とは逆方向に増減させることが望ましい。これによれば、絞り径を変化させても、対象物に投影される光量の変化を抑制することができる。 In this case, it is desirable to increase / decrease the average light transmittance of the inner diameter region in the direction opposite to the increase / decrease mode of the aperture diameter according to the change of the aperture diameter of the aperture stop (3). According to this, even if the aperture diameter is changed, a change in the amount of light projected onto the object can be suppressed.
次に、本発明に係る三次元測定装置は、上記のいずれかに記載のパターン投影装置と、前記パターン投影装置のパターン投影軸に対して所定の視差を有する撮影軸により前記対象物を撮影して投影情報を取得する撮影情報取得部（１１）と、前記撮影情報に基づいて、前記対象物の三次元座標情報を導出する三次元情報導出部（１２）と、を具備することを特徴とする。これによれば、前記パターン投影装置と前記撮影情報取得部（１１）と三次元情報導出部（１２）とを具備することによって、投影パターンが投影された対象物の三次元形状を求めることができる。この場合に、基準パターンのパターン周期を変化させても開口絞り（３）の絞り径の制御により投影パターンのパターン形状の変化を抑制できるため、より高精度な三次元情報を取得することができるとともに、より高速な測定動作を実現できる。 Next, a three-dimensional measurement apparatus according to the present invention photographs the object using any one of the pattern projection apparatus described above and an imaging axis having a predetermined parallax with respect to the pattern projection axis of the pattern projection apparatus. An imaging information acquisition unit (11) for acquiring projection information and a 3D information deriving unit (12) for deriving 3D coordinate information of the object based on the imaging information. To do. According to this, by providing the pattern projection device, the photographing information acquisition unit (11), and the three-dimensional information deriving unit (12), the three-dimensional shape of the object on which the projection pattern is projected can be obtained. it can. In this case, even if the pattern period of the reference pattern is changed, a change in the pattern shape of the projection pattern can be suppressed by controlling the aperture diameter of the aperture stop (3), so that more accurate three-dimensional information can be acquired. At the same time, higher-speed measurement operation can be realized.
本発明は、開口絞り（３）の絞り径を制御することにより、様々なパターン周期であっても投影パターンのパターン形状の変化を容易に抑制することができるという効果を奏する。 According to the present invention, by controlling the aperture diameter of the aperture stop (3), it is possible to easily suppress the change in the pattern shape of the projection pattern even at various pattern periods.
次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。本実施形態は、図５のように、ＬＥＤや水銀灯などで構成される光源１と、基準パターンを形成するパターン生成体２とからなる基準パターン光束形成部を備えている。パターン生成体２は、そこに形成される透過率分布によって基準パターンを生成することができるとともに、基準パターンのパターン周期を変更可能に構成されたものであればよいが、例えば、透過型液晶パネルなどの光透過パネルで構成することができる。この基準パターン光束形成部においては、光源１から放出された光がパターン生成体２を透過することで、基準パターンを備えたパターン光束が形成される。このパターン光束は光学系４，７に入射される。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As shown in FIG. 5, the present embodiment includes a reference pattern light beam forming unit including a light source 1 configured by an LED or a mercury lamp and a pattern generator 2 that forms a reference pattern. The pattern generator 2 is not limited as long as it can generate a reference pattern based on the transmittance distribution formed there, and can change the pattern period of the reference pattern. It can be configured by a light transmission panel such as. In the reference pattern light beam forming unit, the light emitted from the light source 1 is transmitted through the pattern generator 2 to form a pattern light beam having a reference pattern. This pattern light beam is incident on the optical systems 4 and 7.
本実施形態の光学系４，７は、デフォーカス光学系４と投影光学系７を有する。上記パターン光束はデフォーカス光学系４で集光され、このデフォーカス光学系４は中間像面６上にパターン光束がデフォーカスさせて生ずる投影パターンの像を形成する。デフォーカス光学系４は開口絞り３を含む。上記基準パターン光束形成部により形成されたパターン光束のうち、開口絞り３を通過することによりその絞り径によって制限された範囲のパターン光束が中間像面６上に集光される。図示例では、デフォーカス光学系４は、上記開口絞り３の両側に配置される、入射側レンズ１３と出射側レンズ１４とを有する。ここで、中間像面６は、デフォーカス光学系４の焦点位置（基準パターンの像面）５との間に一定の距離、すなわち一定のデフォーカス量を有する位置に設定される。また、この中間像面６上に形成される投影パターンの像は投影光学系７によって計測対象（投影面）８に投影される。このように、光学系４，７によって基準パターンを備えたパターン光束がデフォーカスされて中間像面６上に投影パターンの像が投影される理由は、デフォーカス光学系４に対して投影光学系７に上記のデフォーカス量に対応する光軸方向の位置ずれをもたせてあるからである。 The optical systems 4 and 7 of this embodiment include a defocus optical system 4 and a projection optical system 7. The pattern light beam is condensed by the defocus optical system 4, and the defocus optical system 4 forms an image of a projection pattern generated by defocusing the pattern light beam on the intermediate image plane 6. The defocus optical system 4 includes an aperture stop 3. Of the pattern light beams formed by the reference pattern light beam forming section, the pattern light beams in a range limited by the diameter of the diaphragm are condensed on the intermediate image plane 6 by passing through the aperture stop 3. In the illustrated example, the defocus optical system 4 includes an entrance side lens 13 and an exit side lens 14 disposed on both sides of the aperture stop 3. Here, the intermediate image plane 6 is set to a fixed distance, that is, a position having a fixed defocus amount, with respect to the focal position (image plane of the reference pattern) 5 of the defocus optical system 4. An image of the projection pattern formed on the intermediate image plane 6 is projected onto the measurement target (projection plane) 8 by the projection optical system 7. The reason why the pattern light beam having the reference pattern is defocused by the optical systems 4 and 7 and the image of the projection pattern is projected onto the intermediate image plane 6 is as follows. This is because the position shift in the optical axis direction corresponding to the above defocus amount is given in FIG.
本実施形態では、上記パターン生成体２で生成される縞パターン等の基準パターンのパターン周期を制御するパターン周期制御部９を備えている。このパターン周期制御部９は、例えば、パターン生成体２が透過型液晶パネルなどといった、複数の画素が配列されてなるとともに各画素の透過率を制御可能なものであれば、表示パネル駆動回路等の画素列の駆動回路と、この駆動回路に表示データを送出する制御回路などで構成できる。投影する縞の周期の変更、すなわちパターン周期の変更は、パターン生成体２によって生成される基準パターンを変更することで行う。 In the present embodiment, a pattern cycle control unit 9 that controls the pattern cycle of a reference pattern such as a fringe pattern generated by the pattern generator 2 is provided. The pattern cycle control unit 9 is a display panel driving circuit or the like as long as the pattern generator 2 can control the transmittance of each pixel while arranging a plurality of pixels such as a transmission liquid crystal panel. And a control circuit for sending display data to the drive circuit. The period of the fringes to be projected is changed, that is, the pattern period is changed by changing the reference pattern generated by the pattern generator 2.
本実施形態では、開口絞り３の絞り径を制御する絞り径制御部１０が設けられる。この絞り径制御部１０は、上記パターン周期制御部９によって制御された基準パターンのパターン周期に応じて、開口絞り３の絞り径を制御する。すなわち、基準パターンのパターン周期を大きくした場合に、投影パターンの縞の濃淡の分布が正弦波状にならないという上述の問題を、デフォーカス光学系４の内部にある開口絞り３の径を制御し、中間像面６上の投影パターンの像のぼやけ量を調整することで解決する。この調整方法によって、どのような周期の基準パターン（矩形波状の強度分布を有するパターン形状）であっても、正弦波状の強度分布を有する投影パターン（縞パターン）にして投影することができる。絞り径制御部１０をパターン周期に応じて動作させるようにするには、例えば、パターン周期制御部９から送出される周期制御信号、或いは、パターン周期制御部９をさらに制御する後述する主制御部１２（図示せず）から送出されるパターン周期に対応する周期制御信号などを絞り径制御部１０に与え、絞り径制御部１０が上記周期制御信号に対応する絞り径を開口絞り３において実現できるように構成してもよく、或いは、後述する主制御部１２からパターン周期に対応する絞り径の値を指示する絞り径制御信号を絞り径制御部１０に与えることで、絞り径制御部１０がその指示に従った絞り径を開口絞り３において実現することができるように構成してもよい。 In the present embodiment, a diaphragm diameter control unit 10 that controls the diaphragm diameter of the aperture diaphragm 3 is provided. The aperture diameter control unit 10 controls the aperture diameter of the aperture stop 3 in accordance with the pattern period of the reference pattern controlled by the pattern period control unit 9. That is, when the pattern period of the reference pattern is increased, the above-described problem that the density distribution of the fringes of the projected pattern does not become sinusoidal is controlled by controlling the diameter of the aperture stop 3 in the defocus optical system 4; The problem is solved by adjusting the blur amount of the image of the projection pattern on the intermediate image plane 6. With this adjustment method, it is possible to project a reference pattern (pattern shape having a rectangular wave-like intensity distribution) having any period as a projection pattern (stripe pattern) having a sinusoidal intensity distribution. In order to operate the aperture diameter control unit 10 according to the pattern cycle, for example, a cycle control signal sent from the pattern cycle control unit 9 or a main control unit to be described later that further controls the pattern cycle control unit 9 A period control signal corresponding to the pattern period sent from the reference numeral 12 (not shown) is given to the aperture diameter control unit 10 so that the aperture diameter control unit 10 can realize the aperture diameter corresponding to the period control signal in the aperture stop 3. Alternatively, the diaphragm diameter control unit 10 may provide a diaphragm diameter control signal for instructing a diaphragm diameter value corresponding to the pattern period from the main control unit 12 to be described later. You may comprise so that the aperture diameter according to the instruction | indication can be implement | achieved in the aperture stop 3. FIG.
開口絞り３の絞り径を調整することで、中間像面６でのぼやけ量を調整可能とする理由を以下に示す。図６（ａ）のように、絞り径が大きい場合には、中間像面６（一般的には或るデフォーカス面）でのスポット径が大きくなるためにぼやけ量φδ１は大きい。一方、図６（ｂ）に示すように、絞り径が小さい場合には、中間像面６（同じデフォーカス面）でのスポット径が小さくなるために、ぼやけ量φδ２は小さくなる。したがって、基準パターンのパターン周期が大きくなる場合には絞り径を大きくしてぼやけ量を増大させ、基準パターンのパターン周期が小さくなる場合には絞り径を小さくしてぼやけ量を減少させれば、例えデフォーカス量が不変であったとしても、投影パターンのパターン形状の変化を抑制することができる。 The reason why the blur amount on the intermediate image plane 6 can be adjusted by adjusting the aperture diameter of the aperture stop 3 will be described below. As shown in FIG. 6A, when the aperture diameter is large, the spot diameter on the intermediate image plane 6 (generally, a certain defocus plane) becomes large, so the blur amount φδ 1 is large. On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the aperture diameter is small, the spot diameter on the intermediate image plane 6 (the same defocus plane) is small, so the blur amount φδ 2 is small. Therefore, if the pattern period of the reference pattern is increased, the aperture diameter is increased to increase the blur amount.If the pattern period of the reference pattern is decreased, the aperture diameter is decreased to reduce the blur amount. Even if the defocus amount is unchanged, the change in the pattern shape of the projection pattern can be suppressed.
本実施形態では、上記開口絞り３を、透過型液晶パネルなどといった、複数の画素が配列されてなり、各画素の透過率を制御可能な光透過パネルで構成できる。この場合には、光透過パネルの光軸側の内径領域３ａ（図６において白色の円形で示される部分）で透過率が高く、外周側の外径領域３ｂ（図６において黒色の枠形状の部分）で透過率が低くなるように構成することで、内径領域３ａを開口とする開口絞り３を構成できる。この場合に、内径領域３ａの各画素が一様に最大透過率とされ、外径領域３ｂの各画素が一様に最小透過率とされることが最も望ましい。ここで、図６の（ａ）と（ｂ）に示すように、内径領域３ａの外径及び外径領域３ｂの内径を大きくすることで絞り径を大きくすることができ、内径領域３ａの外径及び外径領域３ｂの内径を小さくすることで絞り径を小さくすることができる。このとき、絞り径制御部１０は、上記のように開口絞り３が透過型液晶パネルなどといった、複数の画素が配列されてなるとともに各画素の透過率を制御可能なものであれば、表示パネル駆動回路等の画素列の駆動回路と、この駆動回路に表示データを送出する制御回路などで構成できる。内径領域３ａと外径領域３ｂの境界形状は、基準パターンのパターン形状をデフォーカスさせて投影パターンを形成する上で支障がない限り任意であるが、図示のように円形とすることが好ましい。絞り径制御手段１０による絞り径の変更は、内径領域３ａの外径及び外径領域３ｂの内径、すなわち境界形状の位置を変化させることで行う。 In the present embodiment, the aperture stop 3 can be constituted by a light transmissive panel such as a transmissive liquid crystal panel in which a plurality of pixels are arranged and the transmittance of each pixel can be controlled. In this case, the transmittance is high in the inner diameter region 3a on the optical axis side of the light transmissive panel (portion shown by a white circle in FIG. 6), and the outer diameter region 3b on the outer peripheral side (in the black frame shape in FIG. 6). The aperture stop 3 having the inner diameter region 3a as an opening can be configured by configuring the portion so that the transmittance is low. In this case, it is most desirable that each pixel in the inner diameter region 3a has the maximum transmittance uniformly and each pixel in the outer diameter region 3b has the minimum transmittance uniformly. Here, as shown in FIGS. 6A and 6B, the diameter of the aperture can be increased by increasing the outer diameter of the inner diameter area 3a and the inner diameter of the outer diameter area 3b. The aperture diameter can be reduced by reducing the inner diameter of the outer diameter region 3b. At this time, the aperture diameter control unit 10 is a display panel as long as the aperture stop 3 has a plurality of pixels arranged and can control the transmittance of each pixel, such as a transmissive liquid crystal panel. It can be composed of a pixel column drive circuit such as a drive circuit and a control circuit for sending display data to the drive circuit. The boundary shape between the inner diameter region 3a and the outer diameter region 3b is arbitrary as long as there is no problem in forming the projection pattern by defocusing the pattern shape of the reference pattern, but it is preferably circular as shown. The aperture diameter is changed by the aperture diameter control means 10 by changing the outer diameter of the inner diameter region 3a and the inner diameter of the outer diameter region 3b, that is, the position of the boundary shape.
しかしながら、上述のように絞り径を増減させると、デフォーカス光学系４を通過する光量が増減するため、対象物に投射される投影パターンの光量もまた変化する。したがって、本実施形態のパターン投影装置を後述する三次元測定装置などに用いる場合、投影パターンの光量変化が測定データに影響を与える虞もある。この投影パターンの光量変化を抑制する方法として、本実施形態では、絞り径の変化に応じて内径領域３ａ若しくは開口領域（光透過パネル以外のもので開口絞り３を構成する場合）の平均透過率を制御する。図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、絞り径を大きくする場合には内径領域３ａ若しくは開口領域の平均透過率を低下させ、絞り径を小さくする場合には平均透過率を高める。これによって開口絞り３を通過する全光量の変化を抑制することができる。特に、当該全光量が変化しないように（一定になるように）平均透過率を制御することが最善である。なお、開口絞り３が上述のように光透過パネルで構成される場合において、内径領域３ａの平均透過率を設定する方法としては、複数の画素がそれぞれ多数の階調の制御によって透過率を調整可能に構成されているときには、内径領域３ａの全ての画素を同じ階調（平均透過率と同じ透過率が得られる階調）となるように構成してもよく、また、内径領域３ａ内に多数の画素が配列されるときには、図７（ａ）及び（ｂ）のように少なくとも二つの異なる階調の画素が内径領域３ａ内に分散し、全体として一様に分布するように構成してもよい。さらには、各画素の階調制御態様と、内径領域３ａ内の異なる階調の均等な分布態様とを組み合わせて所望の平均透過率が得られるように構成してもよい。 However, when the aperture diameter is increased / decreased as described above, the amount of light passing through the defocus optical system 4 increases / decreases, so that the amount of light of the projection pattern projected onto the object also changes. Therefore, when the pattern projection apparatus of this embodiment is used for a three-dimensional measurement apparatus described later, a change in the light amount of the projection pattern may affect measurement data. As a method for suppressing the change in the light amount of the projection pattern, in the present embodiment, the average transmittance of the inner diameter region 3a or the opening region (when the aperture stop 3 is configured by other than the light transmission panel) according to the change in the stop diameter. To control. As shown in FIGS. 7A to 7C, when the aperture diameter is increased, the average transmittance of the inner diameter region 3a or the opening region is decreased, and when the aperture diameter is decreased, the average transmittance is increased. As a result, it is possible to suppress changes in the total amount of light passing through the aperture stop 3. In particular, it is best to control the average transmittance so that the total amount of light does not change (is constant). In the case where the aperture stop 3 is configured with a light transmission panel as described above, as a method for setting the average transmittance of the inner diameter region 3a, the transmittance of each of the plurality of pixels is adjusted by controlling a large number of gradations. When configured to be possible, all the pixels in the inner diameter region 3a may be configured to have the same gradation (a gradation capable of obtaining the same transmittance as the average transmittance). When a large number of pixels are arranged, as shown in FIGS. 7A and 7B, at least two pixels with different gradations are dispersed in the inner diameter region 3a and distributed uniformly as a whole. Also good. Further, the gradation control mode of each pixel and the uniform distribution mode of different gradations in the inner diameter region 3a may be combined to obtain a desired average transmittance.
Ｒａｄｉａｎｔ ＺＥＭＡＸ社の光学シミュレーションソフトＺＥＭＡＸを用いて、図８に示すようにデフォーカス光学系４に用いる入射側レンズ１３の焦点距離を１００ｍｍ、出射側レンズ１４の焦点距離を１００ｍｍとし、さらに、開口絞り３を入射側レンズ１３と出射側レンズ１４の間の中間位置（入射側レンズ１３から２０ｍｍ、出射側レンズ１４から１００ｍｍの位置）に配置し、デフォーカス光学系４の焦点位置５（出射側レンズ１４から１００ｍｍ）から複数のデフォーカス量（３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ）だけずれた位置に中間像面６を設定した場合を想定して、光の強度分布を計算した。そして、複数のデフォーカス量で計算したときに中間像面６上の投影パターンの像の強度分布が最も正弦波に近くなる開口絞り３の絞り径をもとめると、以下の表１に示すようになる。 Using the optical simulation software ZEMAX of Radiant ZEMAX, the focal length of the entrance side lens 13 used in the defocus optical system 4 is 100 mm, the focal length of the exit side lens 14 is 100 mm, as shown in FIG. 3 is arranged at an intermediate position between the entrance side lens 13 and the exit side lens 14 (position 20 mm from the entrance side lens 13 and 100 mm from the exit side lens 14), and the focal position 5 (exit side lens) of the defocus optical system 4 The light intensity distribution was calculated on the assumption that the intermediate image plane 6 was set at a position deviated by a plurality of defocus amounts (3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm) from 14 to 100 mm). Then, when the aperture diameter of the aperture stop 3 where the intensity distribution of the image of the projection pattern on the intermediate image plane 6 is closest to a sine wave when calculated with a plurality of defocus amounts, as shown in Table 1 below, Become.
表１には、上記の各デフォーカス量において、投影する縞の数を１０にしたときと、３０にしたときの絞り径を示してある。図９には、デフォーカス量３ｍｍの場合における、縞の数１０と、３０のときの光の強度分布を示す。図９（ａ）は、縞の数１０、すなわち、パターン周期が約５ｍｍの場合の最適な絞り値２９ｍｍのときの投影パターンの計算値（実線）と理論値を示す正弦波（破線）を示すグラフ、図９（ｂ）は、縞の数３０、すなわち、パターン周期が約１．７ｍｍの場合の最適な絞り値１１ｍｍのときの投影パターンの計算値（実線）と理論値を示す正弦波（破線）を示すグラフである。いずれの場合でも、実線で示されるように、破線で描かれている理論的な正弦波によく合致した縞の濃淡が得られている。 Table 1 shows the aperture diameters when the number of fringes to be projected is 10 and when the number of projected stripes is 30 in each defocus amount. FIG. 9 shows the light intensity distribution when the number of stripes is 10 and 30 when the defocus amount is 3 mm. FIG. 9A shows a calculated value (solid line) and a sine wave (broken line) indicating the theoretical value when the number of fringes is 10, that is, when the pattern period is about 5 mm and the optimum aperture value is 29 mm. The graph, FIG. 9B, shows a calculated value (solid line) and a theoretical value of a projected pattern when the number of fringes is 30, that is, when the optimum aperture value is 11 mm when the pattern period is about 1.7 mm (sine wave ( It is a graph which shows a broken line. In either case, as shown by the solid line, the density of the stripes that closely matches the theoretical sine wave drawn by the broken line is obtained.
以上説明した本実施形態のパターン投影方法によれば、基準パターンを備えたパターン光束を開口絞り３を通過させた後にデフォーカスさせることにより投影パターンを形成し、基準パターンのパターン周期に応じて開口絞り３の絞り径を制御して、投影パターンのパターン形状の変化が抑制される（好ましくは維持される）ようにしていることにより、装置構成を簡易化することができるとともに、基準パターンの切り替えにも容易かつ迅速に対応することができる。 According to the pattern projection method of the present embodiment described above, a projection pattern is formed by defocusing a pattern light beam having a reference pattern after passing through the aperture stop 3, and opening is performed according to the pattern period of the reference pattern. By controlling the aperture diameter of the aperture 3 so that the change in the pattern shape of the projection pattern is suppressed (preferably maintained), the apparatus configuration can be simplified and the reference pattern can be switched. Can be easily and quickly handled.
また、上記のパターン投影装置では、パターン周期制御部９によってパターン生成体２で生成される基準パターンのパターン周期が変化したときでも、絞り径制御部１０によってパターン周期に応じて開口絞り３の絞り径が制御され、これによって、投影パターンの正弦波状の強度分布を有するパターン形状の変化の抑制、好ましくは投影パターンのパターン形状の維持を容易かつ迅速に行うことができる。また、開口絞り３を含むデフォーカス光学系４によってその焦点位置５からずれた中間像面６上に投影パターンの像が形成され、この投影パターンの像が投影光学系７によって投影されることにより、デフォーカス光学系４と投影光学系７の位置関係でデフォーカス量が設定されるため、安定したパターン形状の投影パターンを対象物に投影することができるとともに、デフォーカス量やぼやけ量が光学系４，７の構成のみで決まるため、絞り径の制御もさらに容易になる。 Further, in the pattern projection apparatus described above, even when the pattern period of the reference pattern generated by the pattern generator 2 is changed by the pattern period control unit 9, the aperture diameter control unit 10 controls the aperture stop 3 according to the pattern period. The diameter is controlled, whereby the change in the pattern shape having a sinusoidal intensity distribution of the projection pattern can be suppressed, and preferably the pattern shape of the projection pattern can be easily and quickly maintained. Also, a projection pattern image is formed on the intermediate image plane 6 shifted from the focal position 5 by the defocus optical system 4 including the aperture stop 3, and this projection pattern image is projected by the projection optical system 7. Since the defocus amount is set according to the positional relationship between the defocus optical system 4 and the projection optical system 7, a projection pattern having a stable pattern shape can be projected onto the object, and the defocus amount and blur amount are optical. Since it is determined only by the configuration of the systems 4 and 7, control of the aperture diameter is further facilitated.
次に、図１０を参照して、本発明に係る三次元計測装置の実施形態について説明する。本実施形態は、上述のパターン投影装置の実施形態と、計測対象（投影面）８を撮影する撮影カメラ１１と、パターン制御装置及び撮影カメラ１１を制御するとともに計測データを導出する主制御部１２とを備えている。撮影カメラ１１は、上記パターン投影装置のパターン投影軸（投影光学系７が投影パターンを投影するときの光軸）とは異なる方位に設定された撮影軸を有する撮影光学系を有し、計測対象上の投影面８を撮影し、その撮影データを取得する撮影情報取得部を構成する。撮影カメラ１１は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子と、この撮像素子によって記録された撮像データを処理するデータ処理回路とを含み、計測対象８の撮影データを出力して主制御部１２へ送出する。主制御部１２は、専用の制御回路などでも構成することができるが、図示例では、計測プログラムが動作可能に構成されたパーソナルコンピュータ等の電子計算機によって構成される。 Next, an embodiment of the three-dimensional measurement apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the pattern projection device described above, a photographing camera 11 that photographs a measurement target (projection plane) 8, a main controller 12 that controls the pattern control device and the photographing camera 11 and derives measurement data. And. The photographing camera 11 has a photographing optical system having a photographing axis set in a different direction from the pattern projection axis (the optical axis when the projection optical system 7 projects the projection pattern) of the pattern projection device, and is to be measured An imaging information acquisition unit for imaging the upper projection plane 8 and acquiring the imaging data is configured. The photographic camera 11 includes, for example, an image sensor such as a CCD or CMOS and a data processing circuit that processes image data recorded by the image sensor, and outputs photographic data of the measurement object 8 to the main control unit 12. Send it out. Although the main control unit 12 can be configured by a dedicated control circuit or the like, in the illustrated example, the main control unit 12 is configured by an electronic computer such as a personal computer configured to be able to operate a measurement program.
主制御部１２には、上記パターン投影装置のパターン周期制御部９及び絞り径制御部１０、並びに、撮影カメラ１１が接続される。主制御部１２は、パターン周期制御部９に対して、例えば、パターン制御信号や周期制御信号を送出するなどして、パターン周期制御部９が基準パターン若しくはそのパターン周期を設定するようにする。また、パターン周期制御部９自体が基準パターン及びその変化態様を設定する場合には、主制御部１２が、パターン周期制御部９に対して計測開始信号を送出するとともに、パターン周期制御部９から基準パターン若しくはそのパターン周期を示す動作情報データを受け取るようにしてもよい。 The main control unit 12 is connected to the pattern cycle control unit 9, the aperture diameter control unit 10, and the photographing camera 11 of the pattern projection apparatus. The main control unit 12 sends a pattern control signal or a cycle control signal to the pattern cycle control unit 9 so that the pattern cycle control unit 9 sets the reference pattern or the pattern cycle. When the pattern cycle control unit 9 itself sets the reference pattern and its change mode, the main control unit 12 sends a measurement start signal to the pattern cycle control unit 9 and the pattern cycle control unit 9 You may make it receive the operation | movement information data which shows a reference | standard pattern or its pattern period.
また、主制御部１２は、絞り径制御部１０に対して、パターン周期制御部９による基準パターン若しくはその周期に対応する制御信号を送るなどして、絞り径制御部１０が開口絞り３の絞り径を基準パターンのパターン周期に応じたものに設定するようにする。このとき、絞り径制御部１０により制御される絞り径は、表１に示されるようなパターン周期や縞数との対応関係を示す対応データ（対応表）などとして予め主制御部１２又は絞り径制御部１０に格納されていて、この対応データを用いて適切な絞り径が求められるように構成される。このような構成は、図示例の場合、主制御部１２において上記計測プログラムが動作時に上記対応データを参照することによっても実現でき、或いは、絞り径制御部１０内の入出力機能において自動的に実行されるようにしても実現できる。 Further, the main control unit 12 sends a reference signal from the pattern cycle control unit 9 or a control signal corresponding to the cycle to the aperture diameter control unit 10, so that the aperture diameter control unit 10 controls the aperture of the aperture stop 3. The diameter is set according to the pattern period of the reference pattern. At this time, the aperture diameter controlled by the aperture diameter control unit 10 is the main control unit 12 or the aperture diameter in advance as correspondence data (correspondence table) indicating the correspondence with the pattern period and the number of fringes as shown in Table 1. It is stored in the control unit 10 and is configured such that an appropriate aperture diameter is obtained using this correspondence data. In the case of the illustrated example, such a configuration can be realized by referring to the corresponding data when the measurement program is operated in the main control unit 12, or automatically in the input / output function in the aperture diameter control unit 10. It can be realized even if it is executed.
主制御部１２は、撮影カメラ１１に対して、上記パターン投影装置の動作に同期した撮影動作を指示するとともに、撮影カメラ１１から出力される計測対象８の撮影データを受け取る。この撮影データは主制御部１２によって処理され、計測対象８の三次元形状データが算出される。この機能によって主制御部１２は、本実施形態の三次元情報導出部を構成する。 The main control unit 12 instructs the photographing camera 11 to perform a photographing operation synchronized with the operation of the pattern projection device, and receives photographing data of the measurement object 8 output from the photographing camera 11. This photographing data is processed by the main control unit 12, and the three-dimensional shape data of the measurement object 8 is calculated. With this function, the main control unit 12 constitutes the three-dimensional information deriving unit of the present embodiment.
以下に正弦波状の縞の投影から三次元形状を得るまでの流れを示す。この流れは、主制御部１２で実行される上記計測プログラムによる制御動作としても把握できる。図１１に示すように、まず、基準パターン（縞パターン）の周期を主制御部１２又はパターン周期制御部９で設定する（Ｓ１）。つぎに、パターン周期制御部９によりパターン生成体２において基準パターンが生成され、所定の周期の縞状の基準パターンを備えたパターン光束が形成される（Ｓ２）。次に、例えば主制御部１２に内蔵されているパターン周期（縞の周期）と絞り径の対応表に基づいて、上記基準パターンのパターン周期に対応する絞り径の値を求める（Ｓ３）。そして、絞り径制御部１０を駆動して（Ｓ４）、開口絞り３の絞り径を上記対応する値に設定する。この状態で、撮影カメラ１１にて正弦波状の縞が投影された投影面（計測対象）８を撮影し（Ｓ５）、撮影カメラ１１から主制御部１２に撮影データ（画像データ）を取り込む。ここで、三次元形状を得るのに必要な枚数の（例えば位相や周期の異なる）投影パターン（正弦波状の強度分布を有する縞パターン）を投影したときの画像が得られていなければ、Ｓ１に戻り、パターン周期（縞の周期）等を再度設定し（Ｓ６）、必要に応じてパターン周期を変更して、上記と同様の手順を繰り返す。一方、必要十分の枚数の画像が得られている場合は、主制御部１２は、上記の複数の撮影データから計測対象の三次元形状を演算する（Ｓ７）。 The flow from the projection of sinusoidal fringes to obtaining a three-dimensional shape is shown below. This flow can also be grasped as a control operation by the measurement program executed by the main control unit 12. As shown in FIG. 11, first, the cycle of the reference pattern (stripe pattern) is set by the main control unit 12 or the pattern cycle control unit 9 (S1). Next, a reference pattern is generated in the pattern generator 2 by the pattern cycle controller 9, and a pattern light beam having a striped reference pattern having a predetermined cycle is formed (S2). Next, for example, based on a correspondence table of pattern periods (fringing periods) and diaphragm diameters built in the main control unit 12, a value of the diaphragm diameter corresponding to the pattern period of the reference pattern is obtained (S3). Then, the aperture diameter control unit 10 is driven (S4), and the aperture diameter of the aperture stop 3 is set to the corresponding value. In this state, the photographing camera 11 photographs the projection surface (measurement target) 8 on which the sinusoidal stripes are projected (S5), and captures photographing data (image data) from the photographing camera 11 to the main control unit 12. Here, if an image obtained by projecting a projection pattern (for example, a fringe pattern having a sinusoidal intensity distribution) necessary for obtaining a three-dimensional shape (for example, having different phases and periods) is not obtained, the process proceeds to S1. Returning, the pattern period (stripe period) and the like are set again (S6), the pattern period is changed as necessary, and the same procedure as described above is repeated. On the other hand, when a necessary and sufficient number of images are obtained, the main control unit 12 calculates a three-dimensional shape to be measured from the plurality of pieces of photographing data (S7).
なお、三次元計測装置における三次元形状の算出原理及び算出方法は、格子投影法に基づくものであれば、公知の種々のものを用いることができる。例えば、格子投影法の一種としては位相シフト法があるが、この手法では、計測対象に明暗の周期的な縞を投影し、その縞の位相をシフトさせ、その撮影像を演算することで投影面の位相差を求め、さらにパターン周期の異なる投影パターンによる撮影データに基づいて位相接続を行い、計測対象８の三次元形状を導出する。 As the calculation principle and calculation method of the three-dimensional shape in the three-dimensional measurement apparatus, various known methods can be used as long as they are based on the lattice projection method. For example, there is a phase shift method as a kind of grid projection method. In this method, light and dark periodic fringes are projected onto the measurement target, the phase of the fringes is shifted, and the captured image is computed to calculate the projection. The phase difference between the surfaces is obtained, and phase connection is performed based on the photographing data of the projection patterns having different pattern periods, and the three-dimensional shape of the measurement object 8 is derived.
尚、本発明は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では基準パターン及び投影パターンとして縞状のパターン形状を有するものを例示したが、本発明に係るパターン投影方法及びパターン投影装置では、パターン形状の全体の概略構成態様としては縞状に限らず、格子状その他の種々の態様のものを用いることができる。また、本発明は、デフォーカス量を変えなくても開口絞りの絞り径を制御することでぼやけ量を調整して投影パターンのパターン形状の変化を抑制することができるといった効果を奏するものであるが、デフォーカス量を制御して変化させる場合を排除するものではない。デフォーカス量と絞り径を共に変化させてパターン形状の変化を抑制する場合でも、絞り径を制御することによって投影パターンのパターン形状の変化を抑制するために要するデフォーカス量の変化幅や変化速度を低減することができるため、基本的には上述と同質の作用効果を得ることができる。 Note that the present invention is not limited to the illustrated examples described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the reference pattern and the projection pattern having the striped pattern shape are exemplified. However, in the pattern projection method and the pattern projection device according to the present invention, the overall configuration of the pattern shape is a striped pattern. The present invention is not limited to this, and various other forms such as a lattice shape can be used. In addition, the present invention has an effect that the blur amount can be adjusted by controlling the aperture diameter of the aperture stop without changing the defocus amount, thereby suppressing the change in the pattern shape of the projection pattern. However, this does not exclude the case where the defocus amount is controlled and changed. Even when both the defocus amount and aperture diameter are changed to suppress changes in the pattern shape, the defocus amount change width and change speed required to control the change in the pattern shape of the projected pattern by controlling the aperture diameter Therefore, basically, the same effects as those described above can be obtained.
１ 光源
２ パターン生成体
３ 開口絞り
４ デフォーカス光学系
５ 焦点位置（縞（基準パターン）の像面）
６ 中間像面
７ 投影光学系
８ 投影面（計測対象）
９ パターン周期制御部
１０ 絞り径制御部
１１ 撮影カメラ（撮影情報取得部）
１２ 主制御部（三次元情報導出部）
１３ 入射側レンズ
１４ 出射側レンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Pattern generator 3 Aperture stop 4 Defocus optical system 5 Focus position (image plane of fringe (reference pattern))
6 Intermediate image plane 7 Projection optical system 8 Projection plane (measurement target)
9 Pattern cycle control unit 10 Aperture diameter control unit 11 Imaging camera (imaging information acquisition unit)
12 Main control unit (3D information deriving unit)
13 Entrance side lens 14 Exit side lens
Claims (6)
前記投影パターンを、絞り径が調整可能な開口絞りを通過した前記パターン光束をデフォーカスさせることで形成し、前記基準パターンのパターン周期の変化に応じて前記絞り径を制御することにより、前記投影パターンのパターン形状の変化を抑制することを特徴とするパターン投影方法。 In a pattern projection method having a projection pattern having a pattern shape generated by defocusing a pattern light beam having a reference pattern,
The projection pattern is formed by defocusing the pattern light flux that has passed through an aperture stop with an adjustable aperture diameter, and the projection diameter is controlled in accordance with a change in the pattern period of the reference pattern. A pattern projection method characterized by suppressing a change in pattern shape of a pattern.
所定の絞り径を備えた開口絞りを通過した前記パターン光束をデフォーカスさせて正弦波状の強度分布を有するパターン形状を備えた投影パターンを形成し、対象物に投影する光学系と、
前記基準パターンのパターン周期を制御するパターン周期制御部と、
前記パターン周期に応じて前記投影パターンの前記正弦波状の強度分布を有するパターン形状に対する変化が抑制されるように前記絞り径を制御する絞り径制御部と、
を具備することを特徴とするパターン投影装置。 A reference pattern light beam forming unit for forming a pattern light beam having a reference pattern;
An optical system that defocuses the pattern light flux that has passed through an aperture stop having a predetermined aperture diameter to form a projection pattern having a pattern shape having a sinusoidal intensity distribution, and projects the projected pattern onto an object;
A pattern period controller for controlling the pattern period of the reference pattern;
An aperture diameter control unit that controls the aperture diameter so as to suppress changes to the pattern shape having the sinusoidal intensity distribution of the projection pattern according to the pattern period;
A pattern projection apparatus comprising:
前記パターン投影装置のパターン投影軸に対して所定の視差を有する撮影軸により前記対象物を撮影して撮影情報を取得する撮影情報取得部と、
前記撮影情報に基づいて前記対象物の三次元座標情報を導出する三次元情報導出部と、
を具備することを特徴とする三次元測定装置。 A pattern projection device according to any one of claims 2 to 5,
An imaging information acquisition unit that acquires imaging information by imaging the object with an imaging axis having a predetermined parallax with respect to a pattern projection axis of the pattern projection device;
A three-dimensional information deriving unit for deriving three-dimensional coordinate information of the object based on the photographing information;
A three-dimensional measuring apparatus comprising:
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